Guy Hamilton est né le 16 septembre 1922 à Paris. Il partage les huit premières années de sa vie entre la France et l'Angleterre, son père étant attaché de presse à l'ambassade de Grande-Bretagne à Paris. Ceci explique d'ailleurs sa parfaite maitrise de la langue française.

Il entre dans les milieux du cinéma aux studios de La Victorine à Nice, en 1939, comme assistant-réalisateur de Julien Duvivier pour Untel Père et Fils. Puis il regagne Londres en 1940 où il travaille quelque temps comme monteur aux actualités Paramount avant d'être mobilisé dans la Royal Navy.

Après la guerre, il reprend son métier d'assistant et travaille notamment avec Alberto Cavalcanti (Je suis un Fugitif), Sidney Gilliat (Secret d'État) et surtout Carol Reed (Première Désillusion, Le Troisième Homme, Le Banni des Iles). En 1952, il seconde John Huston sur African Queen. C'est cette même année qu'il réalise enfin son premier film et devient, en très peu d'années, un cinéaste très prisé par ses compatriotes. Il signe en 1954 une version remarquée de la pièce de J.B. Priestley, Un Inspecteur Vous Demande, et un an plus tard un film d'évasion tout aussi célèbre, Les Indomptables de Colditz.

En 1959, la compagnie Hecht-Hill-Lancaster lui propose de prendre en main la direction de Au Fil de l'Épée, une adaptation d'une pièce peu connue de George Bernard Shaw, puis il dirige une célèbre comédie d'espionnage avec James Mason, Un Brin d'Escroquerie, qui égratigne allégrement les services secrets britanniques. Après avoir participé à une ambitieuse co-production anglo-italienne sous l'égide de Dino De Laurentis (Le Meilleur Ennemi), il est à l'apogée de sa carrière et fonde la Tricastle Company avec Jules Buck et le comédien Jack Hawkins, dans le but de réaliser un film selon son cœur, The Party's Over, mais ses démêlés avec la censure ruineront ses espoirs.

Par bonheur, en 1964, il est choisi pour mettre en scène le troisième James Bond avec Sean Connery, Goldfinger, tâche dont il s'acquitte avec un savoir-faire qui lui vaudra quelques années plus tard de diriger trois autres films de la série, Les Diamants sont Éternels, Vivre et Laisser Mourir et L'Homme au Pistolet d'or. Entre-temps, il a également signé Mes Funérailles à Berlin, seconde aventure de Harry Palmer d'après Len Deighton, et a pris en main le projet le plus ambitieux et le plus coûteux du cinéma anglais, La Bataille d'Angleterre. Au début des années quatre-vingts, il a eu l'opportunité de réaliser deux films adaptés des œuvres d'Agatha Christie, Le Miroir se Brisa et Meurtre au Soleil. Malgré quelques déboires, Guy Hamilton a toujours pu s'enorgueillir de grandes réussites commerciales touchant à tous les genres consacrés du cinéma britannique.

Aujourd'hui, Guy Hamilton vit une retraite bien méritée aux Baléares et avoue suivre toujours de près l'actualité bondienne.